PIPESIM软件教程

关于本手册本文介绍了PIPESIM软件应用程序。

PIPESIM是一种生产工程技术，在油气工业中有着广泛的应用。

本培训手册中的工作流程包括井的性能、流体建模、流量保证和网络模拟。

学习目标在完成这个培训之后，你将知道如何去做。

☐建立一个井或管道模型☐定义一个黑油或组成流体模型☐建立管网模型☐进行仿真操作并分析结果你需要做的在本培训中，您需要以下文档、硬件和软件☐PIPESIM 2014.1☐符合安装指南中规定的硬件/软件要求的计算机☐要使用的PIPESIM模块的适当许可期待在本培训材料的每个模块中，您将遇到以下情况:☐模块概述☐模块的先决条件(如有必要)☐学习目标☐工作流组件(如果适用)☐课程，解释工作流中的主题或活动☐显示执行任务所需步骤的过程☐练习，它允许您通过使用数据集的过程中的步骤来练习任务☐基于场景的练习☐关于模块的问题☐模块摘要摘要在本研究中，我们:☐定义学习目标☐概述这次培训需要什么工具☐讨论了您在本材料中遇到的课程约定Module 1 PIPESIM introduction（PIPESIM介绍）本模块介绍PIPESIM 2014，并描述图形用户界面(GUI)，使您熟悉应用程序环境。

学习目标完成本模块后，您将熟悉·☐PIPESIM中提供的独立许可模块☐如何浏览用户界面☐可以使用PIPESIM执行的模拟任务Lesson 1 简介PIPESIM是一种用于油气生产系统设计和分析的稳态多相流仿真器。

PIPESIM具有严格的模拟算法，可以帮助您优化生产和注入操作。

如图1所示，PIPESIM建立了从油藏到地面设施的多相流模型，以进行全面的生产(和注入)系统分析PIPESIM是油藏、生产和设施工程师最常用的工具，可用于井性能建模、节点(系统)分析、人工举升系统设计、管网和设施建模、油田开发方案分析和生产优化。

注：稳态流动模拟意味着整个系统的质量流量是守恒的。

在系统的任何部分都没有质量的积累。

图1 总生产系统1.油气藏（Reservoir）2.完井（Completion）3.油管（Tubing）4.安全阀（Safety valve）5.节流阀（Choke）6.流线（Flowline）7.立管（Riser）8.分离器（Separator）9.压缩机（Compressor）10.泵（Pump）11.出线（Export lines）12.天然气（Gas）13.油（Oil）根据您的需要，PIPESIM模块可以单独获得许可基础系统：生产系统分析核心包的建模，节点分析，人工举升设计，单分支管道/工艺设施建模管网分析：选择添加附加组件到PIPESIM用于管道网络建模和进行现场开发研究。

ECLIPSE 300 Flash包：选择添加ECLIPSE 300 flash包到PIPESIM来建组分流体模型GERG闪蒸包：可选择先进的、高精度的GERG-2008状态方程建立气体组分模型，特别是富含二氧化碳的化合物。

Multiflash包：可以选择添加Multiflash(由KBC的第三方Flash包)到PIPESIM完成流体建模，该软件包支持流体建模和高级流量保证分析。

Multiflash水合物：可以选择添加到Multiflash包，计算水合物解离条件。

多闪存CSMA EOS（Multiflash CSMA EOS）：可选添加到Multiflash包，以公开CSMA状态方程。

Multiflash Package Limrx Engine：为Linux操作系统可选的添加到Multiflash包。

LimrX计算引擎（LimrX Computation Engines）：仅在Linux集群上运行ECLIPSE并行时与Avocet IAM一起使用。

PIPESIM OLGAS：2相的稳态版本。

稳态流动模型:两相(Steady State Flow Model: 2-Phase)：采用机械多相流模型与OLGA暂态仿真器相结合.PIPESIM OLGAS Steady State Flow Model: 3-Phase:与OLGA瞬态模拟器一起使用的三相机械式多相流模型的稳态版本(包括两相选项)。

PIPESIM LEDA Flow Model: 2-Phase:来自Kongsberg(第三方)的两相机械式多相流模型的稳态版本，LedaFlow瞬态模拟器的开发人员。

PIPESIM LEDA Flow Model: 3-Phase：Kongsberg(第三方)的三相机械式多相流模型的稳态版本，LedaFlow瞬态模拟器的开发人员(包括两相选项)。

Lesson 2 用户界面介绍PIPESIM 用户界面允许您在单个环境中构建良好的网络模型。

您可以通过在Network 区域中选择new 来创建一个新的以网络为中心的工作区。

工作区是PIPESIM 2013中引入的概念;它是可以构建和评估所有建模场景的环境。

PIPESIM 界面(图2),包括一个主窗口,构造模型,输入包围,任务,和状态(消息中心和验证)窗格大多数功能是控制使用一个典型的带工具栏图2 PIPESIM 用户界面1. 带工具栏（Ribbon toolbar ）2. 主窗口（Main window ）3.输入面板（Inputs pane ） 4. 任务面板（Tasks pane ）5. 信息中心面板（Message center pane ）窗格的布局可以通过从Home选项卡上的布局控件中选择预定义的配置之一来控制(图3)。

大多数ribbon控件都有工具提示描述(图6)。

查看所有选项卡上的选项，这样您就会熟悉PIPESIM中的breadthof功能。

本手册中的培训使用了大部分控件。

Lesson 3 任务在tasks窗格中可以启动许多任务:网络模拟、P/Tprofile、节点分析、系统分析、VFP表和ESP设计(图7)。

图7 任务的选择管网仿真PIPESIM为管网计算从源点到末点（从头到尾）的压力、流量和温度。

压力/温度剖面PIPESIM根据系统的距离/高度生成系统的压力和温度剖面。

温度和压力曲线都是按节点生成的。

节点分析分析井况的一种常用方法是通过节点分析图，可以直观地评估各种系统组件的影响。

这是通过在感兴趣的点(称为节点分析点)拆分系统来实现的，并以图形方式表示节点的上游(流入)和下游(流出)的系统响应流入和流出曲线的相交点给定系统的操作点,如Figu“e 8所示。

系统分析系统分析任务使您能够根据具体情况确定给定系统在不同操作条件下的性能。

系统分析的结果出现在情节的因变量的形式,如出口压力,与一个独立的变量,如流量X-Y曲线族可以通过改变单个敏感性变量(如含水率)或应用一组敏感性变量的排列和组合来生成。

通过以不同方式组合敏感性变量来执行分析的能力使系统分析任务成为一种灵活的工具，可以根据具体情况绘制数据。

系统分析任务的简化图如图9所示。

VFP表（VFP tables）对储层模拟的目的,常常需要生成垂直流动传热(VFP)曲线输入一个油藏模拟器在VFP曲线允许油藏模拟器来确定井底流动压力的函数油管水头压力,流量、气油比、含水率和各种人工变量。

VFP tables任务允许您将表列性能数据写入文件，以便输入到油藏模拟模型中。

目前，这些油藏模拟器是受支持的:☐ECLIPSE☐PORES☐VIP☐COMP4☐MoReS (Shell Oil in-house reservoir simulator)ESP design该任务允许您指定ESP设计的目标条件，从根据指定设计条件下的效率排序的泵目录中选择ESP，设计泵，并将其安装到井中。

该任务还允许在一口井中设计和安装多个(串联) ESP。

Module 2 简单管道教程该模块讨论了PIPESIM如何通过简单的手工计算确定管道内的压降来建模管道，然后构建一个简单的管道模型来验证给定入口压力和流量下沿水平管道的压降。

您还可以对模型进行敏感性研究。

学习目标完成此模块后，您将知道如何使用。

☐建立物理模型☐创建流体模型☐选择流动关系式☐执行操作☐查看和分析结果Exercise 2利用PIPESIM建立输水管道模型在本练习中，您将使用PIPESIM对上一练习中手工计算的水管进行建模。

您可以为模型中的每个组件定义参数、执行操作、查看和分析结果，并将PIPESIM结果与手工计算进行比较。

1.PIPESIM开始。

2.在Workspace选项卡上选择Options。

3.为默认单元系统选择字段。

4.单击Close关闭窗口。

注:系统提供的所有单元都不是用户可配置的。

单击Clone开始创建用户自定义的单元系统。

5.返回到Workspace选项卡。

6.在Network下，选择New创建一个新的、以管网为中心的工作区。

7.在Insert选项卡上单击Source。

8.单击网络图来放置它。

9.图标周围的红色高亮显示表示缺少源文件所需的一些设置数据10.将源文件重命名为MySource。

11.输入60 degF的温度并单击Close。

12.源图标仍然以红色突出显示。

表示需要更多数据。

要查看丢失的数据列表，单击PIPESIM窗口底部的Validation选项卡。

注：此选项卡是默认位置，但位置是用户可配置的。

13.您可以单击第二行中的链接，转到可以为该对象创建流体的位置。

注：或者，您可以在创建的源文件或Home选项卡上的流体管理器中定义流体模型。

流体管理器是一个单一的中心位置，可以在模型中创建、查看和编辑流体。

14.在Home选项卡中，从流体管理器选项列表中选择Black oil。

(默认为黑色油)..此选项启动“流体管理器”对话框15.当流体管理器窗口出现:a.要添加一行，单击绿色+号。

b.从选项列表中选择Water作为流体模板。

c.单击OK创建流体16.双击新行以显示“流体编辑器”对话框。

17.要匹配图中的条目，请编辑字段18.关闭流体编辑器19.在“流体管理器”窗口的“流体映射”选项卡上，将新流体与先前创建的源关联起来20.关闭流体管理器。

21.单击Insert选项卡。

22.向网络图中添加一个接收器，并将其重命名为MySink23.在源和末点（MySink）之间画一条流线。

24.要启动流线编辑器，双击流线25.输入如图所示的流线数据注：填充管道数据的一种简单方法是使用Flowline catalog。

单击W，根据ID、OD、WT 和粗糙度选择所需的流线。

注：传热系数设为0表示绝热(等温)管道，在这个简单的例子中忽略温度变化。

在实际情况下，传热系数总是正值。

26.单击关闭退出流线编辑器。

27.在Home选项卡上，选择模拟设置。

流量相关式（Flow correlations）选项卡现在处于活动状态。

28.对于这个全水流体模型，唯一需要设置的相关关系是单相的。